Beras. 3. Sebuah alat satu bagian, dengan sistem pengumpanan cangkir, dan penggantian cepat yang disimpan di kabinet kiri mengontrol orientasi dan pemisahan peralatan (memastikan penyelarasan dan penempatan peralatan yang tepat). Kabinet kanan menyimpan berbagai landasan dan alat pengantar beras.
Ron Boggs, manajer penjualan dan layanan untuk Haeger Amerika Utara, terus menerima panggilan serupa dari para produsen selama pemulihan dari pandemi tahun 2021.
“Mereka terus mengatakan kepada kami, 'Hei, ada beberapa pengencang yang hilang,'” kata Boggs. “Ternyata ini disebabkan oleh masalah kekurangan staf.” Ketika pabrik mempekerjakan karyawan baru, mereka sering menempatkan orang yang tidak berpengalaman dan tidak terampil di depan mesin untuk memasang peralatan. Terkadang mereka melewatkan pengaitnya, terkadang mereka memasang pengait yang salah. Klien kembali dan menyelesaikan pengaturannya.
Secara garis besar, pemasangan perangkat keras tampaknya merupakan aplikasi robotika yang sudah matang. Pada akhirnya, sebuah pabrik dapat memiliki otomatisasi pelubangan dan pembentukan penuh, termasuk turret, pelepasan komponen, dan bahkan mungkin pembengkokan robotik. Semua teknologi ini kemudian melayani sebagian besar sektor instalasi manual. Dengan mempertimbangkan semua ini, mengapa tidak menempatkan robot di depan mesin untuk memasang peralatan?
Selama 20 tahun terakhir, Boggs telah bekerja dengan banyak pabrik yang menggunakan peralatan penyisipan robotik. Baru-baru ini, ia dan timnya, termasuk Kepala Insinyur Haeger, Sander van de Bor, telah berupaya untuk mempermudah integrasi cobot dengan proses penyisipan (lihat Gambar 1).
Namun, baik Boggs maupun VanderBose menekankan bahwa fokus semata-mata pada robotika terkadang dapat mengabaikan masalah yang lebih besar yaitu pemasangan perangkat keras. Operasi pemasangan yang andal, otomatis, dan fleksibel membutuhkan banyak elemen dasar, termasuk konsistensi dan fleksibilitas proses.
Orang tua itu meninggal dengan mengerikan. Banyak orang menerapkan pepatah ini pada mesin pres mekanis, tetapi juga berlaku untuk mesin pres dengan peralatan pengumpanan manual, terutama karena kesederhanaannya. Operator menempatkan pengencang dan bagian-bagian pada penyangga bawah sebelum memasukkannya secara manual ke dalam mesin pres. Dia menekan pedal. Penusuk turun, menyentuh benda kerja dan menciptakan tekanan untuk memasukkan peralatan. Cukup sederhana – sampai terjadi sesuatu yang salah, tentu saja.
“Jika operator tidak memperhatikan, alat akan jatuh dan menyentuh benda kerja tanpa benar-benar memberikan tekanan,” kata van de Bor. Mengapa, dan apa tepatnya? “Peralatan lama tidak memiliki umpan balik karena kesalahan dan operator tidak benar-benar mengetahuinya.” Operator tidak dapat menjaga kakinya tetap di pedal selama seluruh siklus, yang pada gilirannya dapat menyebabkan sistem keselamatan mesin pres aktif. “Alat atas memiliki tegangan enam volt, alat bawah diarde, dan mesin pres harus mendeteksi konduktivitas sebelum dapat menghasilkan tekanan.”
Mesin press insert lama juga tidak memiliki apa yang disebut "rentang tekanan", yaitu kisaran tekanan di mana peralatan dapat dimasukkan dengan benar. Mesin press modern mungkin merasakan bahwa tekanan ini terlalu rendah atau terlalu tinggi. Karena mesin press lama tidak memiliki rentang tekanan, jelas Boggs, operator terkadang menyesuaikan tekanan dengan menyetel katup untuk memperbaiki masalah tersebut. "Ada yang menyetel terlalu tinggi dan ada yang menyetel terlalu rendah," kata Boggs. "Penyesuaian manual membuka banyak fleksibilitas. Jika terlalu rendah, berarti Anda telah memasang perangkat keras dengan tidak benar." "Tekanan yang berlebihan sebenarnya dapat mengubah bentuk bagian atau pengikat itu sendiri."
“Mesin-mesin lama juga tidak memiliki meteran,” tambah van de Boer, “yang dapat menyebabkan operator kehilangan pengencang.”
Memasang perangkat keras secara manual mungkin tampak mudah, tetapi prosesnya sulit diperbaiki. Lebih buruk lagi, operasi perangkat keras sering terjadi di tahap akhir rantai nilai, setelah celah terisi dan terbentuk. Masalah peralatan dapat menimbulkan kekacauan pada proses pelapisan bubuk dan perakitan, seringkali karena operator yang teliti dan rajin melakukan kesalahan kecil yang berubah menjadi masalah besar.
Gambar 1. Cobot menunjukkan bagian tersebut dengan memasukkan peralatan ke dalam mesin pres, yang memiliki empat mangkuk dan empat penggerak independen yang memasukkan peralatan ke dalam mesin pres. Gambar: Hagrid
Selama bertahun-tahun, teknologi pemasangan perangkat keras telah memecahkan masalah ini dengan mengidentifikasi dan menghilangkan sumber-sumber variabilitas tersebut. Pemasang peralatan seharusnya tidak menjadi sumber begitu banyak masalah hanya karena mereka sedikit kehilangan fokus di akhir shift mereka.
Langkah pertama dalam otomatisasi pemasangan fitting, yaitu pengumpanan mangkuk (lihat gambar 2), menghilangkan bagian yang paling membosankan dari proses tersebut: mengambil dan menempatkan fitting secara manual pada benda kerja. Dalam konfigurasi pengumpanan atas tradisional, mesin pres pengumpanan mangkuk mengirimkan pengencang ke bawah ke sebuah alat pengantar yang mengumpankan perangkat keras ke alat atas. Operator menempatkan benda kerja pada alat bawah (landasan) dan menekan pedal. Pukulan diturunkan menggunakan tekanan vakum untuk mengangkat perangkat keras keluar dari alat pengantar, sehingga perangkat keras mendekat ke benda kerja. Mesin pres memberikan tekanan dan siklus selesai.
Sekilas tampak sederhana, tetapi jika Anda menggali lebih dalam, Anda dapat menemukan beberapa kompleksitas yang halus. Pertama, peralatan harus dimasukkan ke ruang kerja dengan cara yang terkontrol. Di sinilah alat bootstrap berperan. Alat ini terdiri dari dua komponen. Satu komponen dikhususkan untuk pen positioning, memastikan bahwa peralatan yang keluar dari mangkuk diposisikan dengan benar. Komponen lainnya memastikan segmentasi, penyelarasan, dan penempatan peralatan yang tepat. Dari sana, peralatan bergerak melalui pipa ke shuttle yang mengumpankan peralatan ke alat di bagian atas.
Inilah komplikasinya: Peralatan pengumpan otomatis—peralatan orientasi dan pembagian, serta alat pengangkut—perlu diganti dan dipelihara agar tetap berfungsi setiap kali peralatan diganti. Berbagai bentuk perangkat keras memengaruhi cara perangkat tersebut memasok daya ke area kerja, sehingga peralatan khusus perangkat keras adalah kenyataan dan tidak dapat dihilangkan dari persamaan.
Karena operator di depan mesin pres cangkir tidak lagi menghabiskan waktu untuk mengambil (mungkin menurunkan) dan menyiapkan peralatan, waktu antar pemasangan berkurang drastis. Namun dengan semua alat khusus perangkat keras ini, mangkuk pengumpan juga menambahkan kemampuan konversi. Alat untuk mur pengencang otomatis 832 tidak cocok untuk mur 632.
Untuk mengganti pengumpan mangkuk dua bagian yang lama, operator harus memastikan bahwa alat orientasi sejajar dengan benar dengan alat pemisah. “Mereka juga harus memeriksa getaran mangkuk, pengaturan waktu udara, dan penempatan selang,” kata Boggs. “Mereka harus memeriksa penyelarasan penggerak dan vakum. Singkatnya, operator harus memeriksa banyak penyelarasan untuk memastikan alat tersebut berfungsi sebagaimana mestinya.”
Operator pengerjaan lembaran logam seringkali memiliki persyaratan peralatan yang unik yang mungkin disebabkan oleh masalah akses (memasukkan peralatan ke ruang sempit), peralatan yang tidak biasa, atau keduanya. Jenis instalasi ini menggunakan alat satu bagian yang dirancang khusus. Berdasarkan hal ini, kata Boggs, alat all-in-one untuk mesin press cangkir standar akhirnya dikembangkan. Alat tersebut berisi elemen orientasi dan pemilihan (lihat Gambar 3).
“Ini dirancang untuk pergantian yang cepat,” kata van de Boer. “Semua parameter kontrol, termasuk udara dan getaran, waktu, dan semua hal lainnya, dikendalikan oleh komputer, sehingga operator tidak perlu melakukan pergantian atau penyesuaian apa pun.”
Dengan bantuan pasak, semuanya tetap berada dalam satu garis (lihat gambar 4). “Operator tidak perlu khawatir tentang penyelarasan saat melakukan konversi. Semuanya selalu rata karena semuanya terkunci pada tempatnya,” kata Boggs. “Peralatan hanya dipasang dengan cara disekrup.”
Ketika seorang operator meletakkan lembaran pada mesin pres perangkat keras, mereka menyelaraskan lubang-lubangnya dengan landasan yang dirancang untuk digunakan dengan pengencang berdiameter tertentu. Fakta bahwa diameter baru membutuhkan alat landasan baru telah menyebabkan beberapa kesulitan dalam produksi massal selama bertahun-tahun.
Bayangkan sebuah pabrik dengan teknologi pemotongan dan pembengkokan terkini, penggantian alat otomatis yang cepat, produksi dalam jumlah kecil atau bahkan produksi massal. Bagian tersebut kemudian dimasukkan ke dalam alat bantu pemasangan, dan jika bagian tersebut membutuhkan jenis alat bantu pemasangan yang berbeda, operator beralih ke produksi massal. Misalnya, mereka dapat memasukkan 50 buah komponen sekaligus, mengganti landasan, dan kemudian memasukkan alat bantu pemasangan baru ke dalam lubang yang tepat.
Mesin pres perangkat keras dengan turret mengubah pemandangan. Operator sekarang dapat memasukkan satu jenis peralatan, memutar turret, dan membuka wadah berkode warna untuk menampung jenis peralatan lain, semuanya dalam satu pengaturan (lihat Gambar 5).
“Tergantung pada jumlah komponen yang Anda miliki, kemungkinan Anda melewatkan sambungan perangkat keras akan lebih kecil,” kata van de Bor. “Anda mengerjakan seluruh bagian dalam satu kali proses sehingga Anda tidak melewatkan langkah apa pun di akhir.”
Kombinasi antara pengumpan mangkuk dan turret pada mesin press insert dapat membuat penanganan kit menjadi lebih mudah di departemen perangkat keras. Dalam instalasi tipikal, pabrikan memastikan bahwa pasokan mangkuk hanya diperuntukkan bagi peralatan besar standar, dan kemudian menempatkan peralatan yang jarang digunakan dalam wadah berkode warna di dekat area kerja. Ketika operator mengambil komponen yang membutuhkan beberapa perangkat keras, mereka mulai memasangnya dengan mendengarkan bunyi bip mesin (menunjukkan sudah waktunya untuk perangkat keras baru), memutar meja putar landasan, melihat gambar 3D komponen pada pengontrol, dan kemudian memasukkan komponen perangkat keras berikutnya.
Bayangkan sebuah skenario di mana seorang operator memasukkan satu bagian peralatan satu per satu, menggunakan pengumpanan otomatis dan memutar meja putar landasan sesuai kebutuhan. Kemudian berhenti setelah alat teratas mengambil pengikat yang dapat diumpankan sendiri dari pengangkut dan menjatuhkannya ke benda kerja di landasan. Pengontrol akan memperingatkan operator bahwa pengikat tersebut memiliki panjang yang salah.
Seperti yang dijelaskan Boggs, “Dalam mode pengaturan, mesin pres perlahan menurunkan slider dan mencatat posisinya. Jadi, ketika mesin berjalan dengan kecepatan penuh dan fixture menyentuh alat, sistem memastikan bahwa panjang fixture sesuai dengan [[Toleransi] yang ditentukan. Pengukuran di luar rentang, terlalu panjang, atau terlalu pendek, akan menyebabkan kesalahan panjang pengikat. Hal ini disebabkan oleh deteksi pengikat (tidak ada vakum di alat atas, biasanya disebabkan oleh kesalahan pengumpanan perangkat keras) dan pemantauan serta pemeliharaan jendela tonase (alih-alih operator menyesuaikan katup secara manual) menciptakan sistem otomatisasi yang terbukti andal.
“Mesin cetak perangkat keras dengan kemampuan diagnosis mandiri dapat menjadi keuntungan besar bagi modul robotik,” kata Boggs. “Dalam pengaturan otomatis, robot memindahkan kertas ke posisi yang tepat dan mengirimkan sinyal ke mesin cetak, pada dasarnya mengatakan, 'Saya berada di posisi yang tepat, silakan mulai mencetak.'"
Mesin pres perkakas menjaga agar pin landasan (yang dipasang di lubang pada benda kerja lembaran logam) tetap bersih. Vakum pada penekan atas normal, yang berarti ada pengencang. Mengetahui semua ini, mesin pres mengirimkan sinyal ke robot.
Seperti yang dikatakan Boggs, “Pada dasarnya mesin pres memeriksa semuanya dan berkata kepada robot, 'Oke, saya baik-baik saja.' Mesin memulai siklus pengepresan, memeriksa keberadaan pengencang dan panjangnya yang tepat. Jika siklus selesai, pastikan tekanan yang digunakan untuk memasukkan perangkat keras sudah benar, lalu kirim sinyal ke robot bahwa siklus pengepresan telah selesai. Robot menerima sinyal ini dan mengetahui bahwa semuanya bersih dan dapat memindahkan benda kerja ke lubang berikutnya.”
Semua pemeriksaan mesin ini, yang awalnya ditujukan untuk operator manual, secara efektif memberikan dasar yang baik untuk otomatisasi lebih lanjut. Boggs dan van de Boor menjelaskan peningkatan lebih lanjut seperti desain tertentu yang membantu mencegah lembaran menempel pada landasan. “Terkadang pengencang menempel setelah siklus pencetakan,” kata Boggs. “Ini adalah masalah yang melekat ketika Anda menekan material. Ketika tersangkut di alat bawah, operator biasanya dapat memutar benda kerja sedikit untuk mengeluarkannya.”
Gambar 4. Baut penggerak dengan pasak. Setelah dipasang, penggerak akan memasukkan peralatan ke alat atas, yang menggunakan tekanan vakum sehingga peralatan dapat diamankan dan diangkut ke benda kerja. Landasan (kiri bawah) terletak di salah satu dari empat menara.
Sayangnya, robot tidak memiliki keterampilan operator manusia. “Oleh karena itu, sekarang ada desain mesin pres yang membantu mengeluarkan benda kerja, membantu mendorong pengencang keluar dari alat, sehingga tidak ada yang menempel setelah siklus pengepresan.”
Beberapa mesin memiliki kedalaman tenggorokan yang berbeda untuk membantu robot memanipulasi benda kerja masuk dan keluar dari area kerja. Mesin pres juga dapat menyertakan penyangga yang membantu robot (dan operator manual) memposisikan benda kerja mereka dengan aman.
Pada akhirnya, keandalan adalah kuncinya. Robot dan cobot dapat menjadi bagian dari solusi, sehingga lebih mudah diintegrasikan. “Di bidang robot kolaboratif, para vendor telah membuat kemajuan besar dalam mempermudah integrasi robot dengan mesin,” kata Boggs, “dan para produsen mesin cetak telah melakukan banyak pekerjaan pengembangan untuk memastikan protokol komunikasi yang tepat telah diterapkan.”
Namun, teknik pencetakan dan teknik bengkel, termasuk penyangga benda kerja, instruksi kerja yang jelas (dan terdokumentasi), serta pelatihan yang tepat juga berperan. Boggs menambahkan bahwa ia masih menerima panggilan tentang pengencang yang hilang dan masalah lain di departemen perangkat keras, yang banyak di antaranya bekerja dengan mesin yang andal tetapi sudah sangat tua.
Mesin-mesin ini mungkin dapat diandalkan, tetapi pemasangan peralatannya bukan untuk orang yang tidak terampil dan tidak profesional. Panggil kembali mesin yang menemukan panjang yang salah. Pemeriksaan sederhana ini mencegah kesalahan kecil berubah menjadi masalah besar.
Gambar 5. Mesin pres perangkat keras ini memiliki meja putar dengan penghenti dan empat stasiun. Sistem ini juga memiliki alat landasan khusus yang membantu operator menjangkau tempat-tempat yang sulit dijangkau. Di sini, fitting dimasukkan tepat di bawah flensa belakang.
Tim Heston, Editor Senior The FABRICATOR, telah berkecimpung di industri fabrikasi logam sejak tahun 1998, memulai karirnya di Welding Magazine milik American Welding Society. Sejak itu, ia telah meliput semua proses fabrikasi logam mulai dari pencetakan, pembengkokan, dan pemotongan hingga penggerindaan dan pemolesan. Ia bergabung dengan The FABRICATOR pada Oktober 2007.
FABRICATOR adalah majalah fabrikasi dan pembentukan baja terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menerbitkan berita, artikel teknis, dan kisah sukses yang memungkinkan para produsen untuk melakukan pekerjaan mereka dengan lebih efisien. FABRICATOR telah berkecimpung di industri ini sejak tahun 1970.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini sepenuhnya dapat diakses, memberikan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Dapatkan akses digital penuh ke Jurnal STAMPING, yang menampilkan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar pencetakan logam.
Kini dengan akses digital penuh ke The Fabricator en Español, Anda memiliki akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.